مواد ميكروبية تحمي الأمعاء والدماغ من الأمراض الهضمية والعقلية

«الدهون قصيرة السلسلة»... مراسِلات تلعب دوراً وقائياً حاسماً

مواد ميكروبية تحمي الأمعاء والدماغ من الأمراض الهضمية والعقلية
TT

مواد ميكروبية تحمي الأمعاء والدماغ من الأمراض الهضمية والعقلية

مواد ميكروبية تحمي الأمعاء والدماغ من الأمراض الهضمية والعقلية

«الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» مواد تتولد في أغلبها من الميكروبات. وهي نجوم في محور الميكروبيوم والأمعاء والدماغ.

أنتم تعرفون الآن أن الأمعاء ومليارات الميكروبات التي تعيش فيها لها تأثير قوي في عمليات أعضاء أخرى كثيرة من الجسم، بما فيها الدماغ، وربما في الدماغ بشكل خصوصي. ولكن إذا كنت ترغب في فهم كيفية عمل كل ذلك، فانتبه إلى 3 مواد تُعرف مجتمعة باسم «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» (SCFAs) short-chain fatty acids: الأسيتات acetate ، والبروبيونات propionate ، والبوتيرات butyrate.

مراسِلات الأمعاء للدماغ

يبدو أن هذه المواد مراسلات رئيسية لدماغك من أمعائك، وتؤثر في فسيولوجيا الدماغ وسلوكه بصفة مباشرة وغير مباشرة، بما في ذلك من خلال الجهاز المناعي. فهي تؤثر في مستوى طاقتك، وشهيتك، واستجابتك للأحداث المجهدة، وحالتك المزاجية، وأكثر من ذلك.

على عكس معظم الدهون التي يحتاجها الجسم، لا يتم توفير «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» الثلاثة مباشرة عن طريق الطعام. بدلاً من ذلك، يتم إنتاجها من قبل أنواع محددة من البكتيريا التي تعتمد على الألياف الغذائية، وهي منيعة إلى حد بعيد في وجه الإنزيمات الهضمية؛ بحيث تصل إلى القولون سليمة. وهناك، شريطة أن تكون قد تناولت الطعام بشكل جيد، تكمن تلك البكتيريا الشجاعة قيد الانتظار لتخمير الألياف، وإطلاق الطاقة، والغازات، وعدد قليل من المستقلبات، وهي «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة».

تعتمد كمية «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» المنتجة في أمعائك على مقدار الطعام الغني بالألياف الذي تستهلكه للحفاظ على البكتيريا التي تتغذى عليها. والأسيتات هي النوع الأكثر وفرة من «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة»، وتُشكل 60 في المائة من الإجمالي، مع البروبيونات بنسبة 25 في المائة، والبوتيرات بنسبة 15 في المائة.

حماية الأمعاء والدماغ

تُستهلك «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» بوصفها مصدراً للطاقة من قبل الخلايا المبطنة للأمعاء. كما أنها تحفّز الإنتاج الموضعي للمخاط، وتحافظ على خلايا جدار الأمعاء مترابطة بإحكام حتى لا تتسرب المواد من الأمعاء إلى مجرى الدم.

من المهم معرفة التأثيرات الموضعية في الأمعاء؛ لأن لها آثاراً كثيرة على عمليات الدماغ. فالأمعاء المتسربة، على سبيل المثال، تسمح للبكتيريا والسموم بالهرب عبر جدار الأمعاء والوصول إلى الدماغ، حيث تكون قادرة على إطلاق رد فعل التهابي يمكنه تعطيل وظيفة الأعصاب، وتشكيل خطر الاكتئاب، والقلق، وجنون الارتياب (الذُهان الكبريائي) والصعوبات الإدراكية، وحتى الذُهان والخرف.

العناية الموضعية بالأمعاء هي مجرد جزء من الوصف الوظيفي الذي لا يزال يتكشف عن دور «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة». تعمل البروبيونات موضعياً أيضاً على تحفيز إفراز الهرمونات التي تنظم الشهية في الأمعاء مثل (ببتيد واي واي)، مما يُبطئ إفراغ المعدة، ويجعلك تشعر بالشبع بصورة أسرع. إضافة إلى ذلك، تؤثر «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» في استقلاب الدهون. ولكن من جانبها، تؤثر البوتيرات في عملية التمثيل الغذائي الجهازي من خلال زيادة حساسية الإنسولين، وتقليل خطر الإصابة بمرض السكري.

تدخل «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» جميعها إلى مجرى الدم من الأمعاء، ثم تعبر الحاجز الدموي الدماغي وتصل مباشرة إلى الدماغ. هناك، توسع تأثيراتها في الأيض من خلال العمل على الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد لتنظيم توازن الطاقة.

وتمتلك البوتيرات، على وجه الخصوص، عدداً قليلاً من المواهب الخاصة. ويمكنها أن تفعل للدماغ ما تفعله للأمعاء - المحافظة على سلامة الحاجز، وإقصاء العناصر السيئة. وبطبيعتها الكيميائية، فهي جزيء مضاد للالتهابات، يعمل على خفض الالتهاب.

في الأمعاء والدماغ، تستهدف البوتيرات والبروبيونات من «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» الخلايا المناعية بغرض تنظيم رد الفعل الالتهابي. وهي توجه إنتاج الخلايا المضادة للالتهابات، وتقلل إنتاج السيتوكينات المضادة للالتهابات. وهذا العمل، كما تشير الدلائل، يحمي الدماغ من كل من الاكتئاب والألم المزمن.

تنمية الخلايا العصبية

علاوة على ذلك، فإن المستقبلات العصبية الخاصة بالبروبيونات، عند تنشيطها، تعمل على زيادة إنتاج الناقل العصبي «نورإبينفرين»، وهو مهم لتثبيط آلام الاعتلال العصبي والاكتئاب. تزيد البوتيرات من مستويات عامل التغذية العصبية المستمد من الدماغ في قشرة الفص الجبهي، مما يُحفز نمو الخلايا العصبية لفتح مسارات السلوك للخروج من الاكتئاب.

بمجرد دخول «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» إلى مجرى الدم، تتخذ إجراءات مهمة ضد هرمونات التوتر. وتُظهر الدراسات أنها «تخفف بشكل كبير» من استجابة الكورتيزول للإجهاد النفسي والاجتماعي الحاد. كلما ارتفعت مستويات «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة»، انخفضت استجابة الكورتيزول، وقلّ تفاعلك مع التوتر.

مع ذلك، ربما من خلال العصب المبهم أن يكون «للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» أكبر تأثير في الدماغ والسلوك. فالعصب المبهم هو الأطول في الجسم، وينشأ في جذع الدماغ ويمتد إلى البطن، حاملاً الإشارات من وإلى الأحشاء؛ وهو يمكّن الأعضاء من التكيف الفوري مع متطلبات البيئة الداخلية والخارجية. ويبدو أن العصب المبهم هو الطريق السريعة الرئيسية بين العقل والجسم، وهو القناة الرئيسية للتواصل بين الأمعاء والدماغ؛ ومن المرجح أن تكون «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» بمثابة سائقي الشاحنات على المسافات الطويلة.

بادئ ذي بدء، فإنها تعمل على تنشيط العصب الحائر مباشرة، وتحفّز وتيسر الاتصال المعوي الدماغي. تشير الدراسات إلى أن البوتيرات تزيد من معدل قدرة الخلايا العصبية الحائرة على نقل الإشارات إلى الدماغ، لا سيما الإشارات ذات الصلة بالشبع. تعمل البوتيرات عبر المسارات الحائرة، ولكن يبدو أيضاً أنها تنقل التفضيلات الغذائية إلى الدماغ، وتُغير مستقبلات الأومامي (أحد المذاقات الخمس الأساسية)، وربما المذاقات الأخرى، وتشكل التفضيلات الغذائية.

نظراً لأن ميكروبات الأمعاء يجب أن تعيش على الطعام الذي نستهلكه، فإن النظام الغذائي البشري يؤثر مباشرة في تركيب البكتيريا في البيوم (الحَيَّوم أو التجمع الأحيائي). الميكروبات التي تعيش في القولون والتي تنتج «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» لديها متطلبات غذائية محددة للغاية: الألياف والنشا المقاوم للهضم، أي المواد الموجودة في جدران خلايا النباتات. يزيد النظام الغذائي الغني بالألياف من عدد البكتيريا التي تتحول إلى «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة».

ونظراً لأنها تحفّز نمو البكتيريا النافعة، فإن مواد مثل الألياف تُعرف أيضاً باسم «بريبيوتك: مغذيات المعينات الحيوية» (تماماً كما يُشار إلى «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» أحياناً باسم ما بعد البريبيوتك). تتضمن البريبيوتك الأكثر توثيقاً على نطاق كبير النشا المقاوم للهضم، المتوفر بكثرة في جذور الهندباء البرية، والموز غير الناضج، والثوم، والخرشوف، والشوفان، وسكريات الأليغو الفركتوزية (FOS)، الموجودة في الفواكه، والبصل، والملفوف، والهليون، والغالاكتو-أوليغوساكاريدات (GOS)، الموجودة في حليب البقر، والبقوليات. تعزز هذه من نمو أنواع مختلفة من البكتيريا «العصية اللبنية» أو بكتيريا «بيفيدوباكتيريوم» التي تنتج «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة».

التركيب الميكروبي المعوي

لسوء الحظ، إحدى السمات المميزة للنظام الغذائي الغربي هو نقص الألياف. ويُنظر إلى العوامل المؤثرة في سلامة التركيب الميكروبي المعوي على أنها قوة خفية وراء ارتفاع معدلات السمنة، والسكري، وسرطان القولون والمستقيم، وأمراض نفسية مثل القلق، والاكتئاب، والاضطرابات التنكسية العصبية.

ومن ناحية أخرى، يرتبط استهلاك الألياف بانخفاض معدل الوفيات الناجمة عن جميع الأسباب. ويعتقد بأن إنتاج «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» من نظام البحر الأبيض المتوسط الغذائي الغني بالنباتات يمثل عديداً من الفوائد الصحية العقلية والبدنية.

تعدّ إضافة الأطعمة الغنية بالبريبيوتك إلى النظام الغذائي واحداً من أكثر التدابير المتاحة لتعزيز الصحة العقلية والبدنية. لكن البريبيوتك تستخرج أيضاً من الأطعمة وتتوفر بوصفها مكملات غذائية. يستكشف العلماء حالياً تركيبات البريبيوتك الخاصة بالاضطرابات لعلاج الاكتئاب، والقلق، والإجهاد، واضطرابات النوم، وداء ألزهايمر، ولكن هذا لا يمنع التركيبات ذات الأغراض العامة من تعزيز صحة الدماغ الآن.

حقائق عن «الدهون قصيرة السلسلة»

- ثبت أن التمارين البدنية تزيد من مستويات البكتيريا المنتجة لـ«الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» داخل الأمعاء.

- تعزز «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» القدرة على التحمل، على الأقل لدى الفئران.

- يؤدي النظام الغذائي الغني بالدهون إلى تغيير تركيبة الأمعاء وتقليل الميكروبات المنتجة لـ«الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة»، وتقليل الإشارات المعوية الدماغية.

- يعيق نقص «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» الدماغ عن إزالة الحُطام (الشظايا الصغيرة جداً) المرتبط بالأمراض العصبية التنكسية.

- يؤدي الحرمان من النوم إلى استنزاف البكتيريا المنتجة لـ«الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة»، ما يعزز الالتهاب ويضعف الإدراك.

- تحافظ «الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة» في الأمعاء على إبقاء البكتيريا المسببة للأمراض تحت السيطرة، وتخفف من حدة ضراوتها.

• مجلة «سايكولوجي توداي» - خدمات «تريبيون ميديا»



الشرق الأوسط... البقاء في مستقبل أكثر حرارة وجفافاً

الشرق الأوسط... البقاء في مستقبل أكثر حرارة وجفافاً
TT

الشرق الأوسط... البقاء في مستقبل أكثر حرارة وجفافاً

الشرق الأوسط... البقاء في مستقبل أكثر حرارة وجفافاً

كان 2023 العام الأكثر سخونة على الإطلاق، حيث حطم الأرقام القياسية التي يعود تاريخها إلى منتصف خمسينات القرن التاسع عشر، وأدى إلى شعور مزداد بالإلحاح بشأن العمل المناخي. وقد يكون عام 2024 أكثر سخونة، كما يتضح من موجة الحر الشديدة التي شهدتها الولايات المتحدة هذا الأسبوع.

معاناة الشرق الأوسط

وفي الشرق الأوسط؛ الذي يعدّ بالفعل من أعلى المناطق حرارة على وجه الأرض؛ ارتفعت درجات الحرارة بمعدل أسرع مرتين من المتوسط ​​العالمي. وتتسم بلدان هذه المنطقة ببيئاتها القاحلة، وتواجه مجموعة من التحديات والاحتياجات الخاصة بها، مما يستلزم إطاراً متميزاً لتعزيز سياسات وحلول الاستدامة.

لكن سكان الشرق الأوسط ليسوا وحدهم؛ إذ يعيش أكثر من ثلث سكان العالم في بلدان - مثل مناطق شاسعة من غرب آسيا، والأجزاء الشمالية الغربية من شبه القارة الهندية، وأميركا الجنوبية – موجودة ببيئات حارة وقاحلة.

حتى الآن؛ ركزت مناقشات الاستدامة العالمية إلى حد كبير على البلدان الاستوائية والمعتدلة. ويفترض الخبراء عادة أن التركيز الرئيسي يجب أن يكون على الحفاظ على الغابات الخضراء ذات إمدادات المياه الوفيرة، كما رأينا في أماكن مثل البرازيل وإندونيسيا.

استدامة المناطق الحارة

ومع ذلك، فإن البلدان الحارة والجافة (كثير منها غني بالطاقة) لا تملك النظم البيئية نفسها أو الموارد الطبيعية المتماثلة. وغالباً ما يُنظر إليها على أنها قاحلة أو فارغة، لكن الصحارى حية جداً.

وكتب غونزالو كاسترو دي لا ماتا؛ الباحث في منظمة «إرثنا»، وهي مركز غير ربحي لأبحاث السياسات والمناصرة ومقره قطر، يقول: «إننا نعمل على تطوير أطر الاستدامة المصممة خصيصاً للمناخات الحارة والجافة، ويمكن أن توفر مخططاً لمناطق مماثلة حول العالم».

إن إعادة التفكير في معنى التنوع البيولوجي لإنشاء أطر استدامة فعالة وقابلة للتنفيذ للمناطق الحارة والجافة، تتطلب أولاً فهم التحديات والفرص التي تواجهها هذه البيئات الطبيعية.

مشروع «مشيرب» في الدوحة

التنوع البيولوجي والتكيف

لنأخذ التنوع البيولوجي في قطر؛ على سبيل المثال... إن عملنا البحثي في ​​البلدان ذات درجات الحرارة القصوى يدرك أنه على الرغم من الظروف القاسية؛ بما فيها نقص المياه والحرارة الشديدة، فإن النظم البيئية القاحلة قد أنتجت نباتات وحيوانات قادرة على الصمود، التي اضطرت إلى التكيف بطرق فريدة ومبتكرة.

لقد طورت حيوانات الصحراء، مثل المَهَا، قدرة فطرية على الحفاظ على الطاقة والبقاء على قيد الحياة عندما تكون الأرض جافة والغذاء نادراً، ومعظم النباتات في الصحراء لا يحتاج إلى كثير من الماء ليزدهر. وأشجار المانغروف، التي لديها تكيفات خاصة لاستيعاب ثاني أكسيد الكربون الإضافي وإزالة الملح، تكيفت لتحمل الظروف التي قد تقتل معظم النباتات. تعمل هذه الأشجار الساحلية على تثبيت الخط الساحلي، والحفاظ على الشواطئ من التآكل، ويمكن أن تحمي من ارتفاع منسوب مياه البحر. وهي تعمل على تحسين الظروف لتنمية مصايد الأسماك، وتكون قادرة على امتصاص وتخزين ثاني أكسيد الكربون أكثر من معظم النباتات، مما يساعد في مكافحة تغير المناخ.

بناء مدن أكثر مرونة

عندما نفكر في مستقبل مدننا، وما تحتاجه لتحقيق الازدهار بطرق مستدامة، فمن المهم أن نتذكر أن الحضارات عاشت في مناخات حارة وجافة لآلاف السنين وطورت سلوكيات اجتماعية وثقافية فريدة للتكيف مع بيئاتها.

توفر معارف الأسلاف التقليدية مصدراً غنياً للفهم حول العالم الطبيعي الذي تجب الاستفادة منه لتوجيه الأساليب الحديثة نحو الاستدامة. وفي العاصمة القطرية الدوحة، حيث الطلب على الطاقة في البلاد هو الأعلى، يدمج المطورون مبادئ التصميم المستدام التي تنسق الممارسات القديمة والهندسة المعمارية الحديثة لتقليل الحرارة وتقليل البصمة الكربونية للمدينة.

ملقف الهواء من العصر العباسي

توظيف معارف الأسلاف

مشيرب؛ قلب الدوحة، من الأمثلة على ذلك؛ إذ إنها منطقة مدينة تاريخية جرى تجديدها على مدى 12 عاماً، وتتميز بعناصر معمارية تقليدية، مثل «الملقف»، وهو حاجز مرتفع يستخدم لإيجاد تهوية متقاطعة وتبريد سلبي، والمشربيات (الشبكات الزخرفية) التي توفر الظل والخصوصية، مما أدى إلى خفض استهلاك الطاقة بنسبة 30 في المائة. ويعني وجود نظام متطور لجمع النفايات أن معظم نفايات المنطقة يعاد تدويرها واستخدامها،

ريّ الأفلاج في عٌمان

كما تعمل أنظمة الري على تقليل استخدام المياه. وقد أيد المهندسون المعماريون المنطقة بوصفها مخططاً للتجديد الحضري المستدام.

وفي عمان، يعمل نظام ري الأفلاج القديم منذ أكثر من 2000 عام. تقسم المياه بين المستخدمين من خلال مجموعة معقدة من القنوات التي تجري صيانتها بشكل جماعي، مما يجعل إدارة المياه أكثر عدالة وفاعلية، فساعدها ذلك في الحصول على الاعتراف بها موقعاً من مواقع «التراث العالمي لليونيسكو». وفي أحد مواقع الري، وهو فلج الجيلة، تُستخدم المياه للأغراض الزراعية والمدنية؛ إذ توفر المياه من هذه المواقع ما بين 30 و50 في المائة من إجمالي المياه المستخدمة في عمان اليوم.

من الواضح أن المدن في المناطق الحارة والقاحلة تواجه تحديات مختلفة تماماً عن تلك الموجودة في مناخات أكثر اعتدالاً. ومع ذلك، على مر التاريخ، تكيفت هذه المدن وابتكرت لتزدهر، على الرغم من الظروف القاسية.

إن أطر الاستدامة التي نعمل عليها لا تأخذ في الحسبان درجات الحرارة القصوى والبيئات الجافة فحسب؛ بل إنها مصممة لتشمل الحلول القديمة والحديثة التي يمكن أن تفيد مدن اليوم.

هناك بالفعل طرق لتعزيز الاستدامة في المناخات الأكثر حرارة وجفافاً، على الرغم من التحديات، خصوصاً عندما يكون ذلك بالشراكة مع مجموعات أصحاب المصلحة الأساسيين؛ بمن فيهم الخبراء الفنيون والأكاديميون والحكومات والمنظمات غير الحكومية والشركات والمجتمع المدني.

شبكة المدن القاحلة

تتطلع «إرثنا» إلى إنشاء شبكة المدن القاحلة التي ستجمع خبراء في المدن ذات البيئات الحارة والقاحلة، ونحن نقود حالياً تقييماً عالمياً للاستدامة مع التركيز على 6 مدن قاحلة: الدوحة، ومسقط، وجايبور، ومراكش، وغرينادا، وليما. وكما هي الحال مع إنشاء منصب «كبير مسؤولي الحرارة» في الولايات المتحدة، فسنشارك أفضل الممارسات ونطور حلولاً عملية قائمة على السياسات لمعالجة تأثير تغير المناخ في مناطقنا. للمناخات الحارة والجافة دور كبير في الحد من الآثار الضارة لتغير المناخ، بغض النظر عن موقعها. تحتوي هذه المنطقة مخزوناً غنياً من المعرفة التقليدية والابتكارات المستقبلية لرسم مسار نحو مستقبل أكثر استدامة.

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً